納米線陣列具有長徑比高、比表面積大及電子注入效率高等優(yōu)點,在納米發(fā)電機、壓電和溫度傳感器、場效應管等領域具有重要應用。采用兩步水熱法在ITO/Kapton/Al基底上制備Zn O納米線陣列,并對產物形貌及性能進行了表征分析。結果表明,兩步水熱法制備工藝中種子層的均勻度和性能將會影響納米線陣列的生長質量,而影響種子層質量的工藝參數(shù)有加熱溫度、涂膜層數(shù)、轉速。研究發(fā)現(xiàn)制備ZnO種子層的最佳工藝參數(shù)是:涂3層膜,轉速3000 rmp/min,加熱溫度250°C。采用水溶液法在ZnO種子層上制備ZnO納米線陣列,實現(xiàn)了納米線陣列的長度和致密度控制生長。試驗探究了生長液濃度、反應溫度、反應時間、涂膜層數(shù)等因素對ZnO納米線陣列的影響規(guī)律。隨著生長液濃度的增加納米線陣列致密度增加,生長液濃度可以控制納米線的長度,調整生長取向。隨著反應時間的增加,陣列致密度增加,長度增加,但長時間的反應會造成納米線根部的腐蝕。種子層層數(shù)對陣列形貌影響也比較大,涂覆層數(shù)較少陣列的垂直度不好,層數(shù)較多易造成開裂和脫落等缺陷。對Zn O納米線陣列進行光電性能以及接觸角測試,通過改善納米線陣列表面微納結構形貌的方式,探究Z...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 納米材料基本特性
        1.2.1 小尺寸效應
        1.2.2 表面與界面效應
        1.2.3 量子尺寸效應
    1.3 ZnO納米材料基本性能及應用研究現(xiàn)狀
        1.3.1 ZnO納米材料的基本性質
        1.3.2 ZnO納米材料的基本性能
        1.3.3 ZnO納米線陣列的應用
    1.4 ITO/Kapton/Al二次表面鏡
    1.5 ZnO納米線陣列的制備方法
    1.6 本文的主要研究內容
第2章 試驗材料與試驗方法
    2.1 試驗原材料
    2.2 ZnO納米線陣列的制備工藝
        2.2.1 ZnO種子層的制備
        2.2.2 ZnO納米線陣列的制備工藝
    2.3 材料表征方法
        2.3.1 原子力顯微鏡分析
        2.3.2 掃描電鏡(SEM)分析
        2.3.3 X射線光電子能譜(XPS)分析
        2.3.4 熱重分析
        2.3.5 X射線衍射(XRD)分析
    2.4 材料性能測試方法
        2.4.1 光譜反射率測試
        2.4.2 接觸角測試
        2.4.3 太陽吸收比的計算
        2.4.4 電化學性能測試
    2.5 質子輻照方法
        2.5.1 輻照設備及試驗條件
        2.5.2 SRIM軟件模擬分析
第3章 ZnO納米線陣列生長工藝研究
    3.1 ZnO種子層的生長工藝研究
        3.1.1 熱處理溫度的選擇
        3.1.2 熱處理溫度對種子層的相組成的影響
        3.1.3 熱處理溫度對基底表面電阻的影響
        3.1.4 工藝參數(shù)對ZnO種子層形貌的影響
    3.2 ZnO種子層的成分分析
    3.3 ZnO納米線陣列的制備
        3.3.1 生長液濃度對ZnO納米線陣列形貌的影響
        3.3.2 反應時間ZnO納米線陣列形貌的影響
        3.3.3 種子層涂覆層數(shù)對ZnO納米線陣列形貌的影響
        3.3.4 水熱反應溫度對ZnO納米線陣列形貌的影響
        3.3.5 ZnO納米陣列的長度控制因素
    3.4 ZnO納米陣列的相結構組成
    3.5 本章小結
第4章 ITO/Kapton/Al表面ZnO陣列性能研究
    4.1 ZnO陣列的親潤性研究
    4.2 ZnO陣列光電性能研究
    4.3 ZnO陣列光學性能研究
    4.4 ZnO陣列的輻照穩(wěn)定性
        4.4.1 質子輻照過程模擬
        4.4.2 輻照對ZnO陣列表面形貌的影響
        4.4.3 ZnO陣列的輻照穩(wěn)定性
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：3819876